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提问:关于PLASMA状态的一些疑惑
2022/08/30
IP:中国

我没有专门学过等离子体物理,更不会算什么边界状态方程。今天我只是以一个外行和实验爱好者的视角提出一些疑问,希望大家能够帮我解答这些从小学开始积累的无人能解的的疑惑。

问题一:关于电弧温度

       我经常摆弄自己的高压电源,也用它触发过感应炮的火花间隙。在高温电弧许多次烧毁线圈和PVC管子之后,

我发现高压包滤波前持续输出的电弧热效应比整流后啪啪作响的电弧热效应强得多。

理由:1.100W左右持续拉弧时,我的脸和手能明显感受到热量,引出线绝缘皮烧炭化,而滤波后不会炭化塑料。

           2.滤波前电弧能引燃铁丝,而滤波后不能

           (另外还有个2小发现:1.滤波前后放电相同时间,滤波后异常气体味道浓

                                               2.滤波后电弧可以分叉,滤波前很难)

请问是什么原因导致瞬时功率更大的电弧热效应反而更低?

问题二:关于电弧形状

a.如图,半透明紫色或黄色电弧,形似火焰。有时会轻轻飘舞甚至颤动。这种电弧基本不会分叉(也就是其一端不会同时附着在分开的两块电极上)。多见于高压包放电和电池短路拉弧。

3a9313ca4c401deead4f020b169e29d.jpg

b.如图,电弧形状很收敛,清晰可辨。中心亮白。这种电弧会分叉。多见于Marx发生器,火花间隙,倍压整流等容性放电。同时在大功率TC上也可瞥见。

2adc57a62e463c6bd6c4a89eabbde87.jpg

请问是什么导致可后者的边界如此清晰?

问题三:关于电弧颜色

a类电弧:低功率时(我的高压包5-15kV)为紫色,红色,浅粉色(偶尔有铜线等离子化的绿色);

                功率高时(我的高压包20-30kV)为黄色,发刺眼的强光


958982ee7ce4d0075935516e0aa510b9.mp4  点击下载 ‎

b类电弧的颜色更加丰富。大多数低功率的是外层辐射蓝光,内层刺眼亮白

拿我的火花间隙举例:

开始时用铜电极,30J左右(电弧功率约100kW,时间总共60us),弧光如前面所说蓝白。

微信图片_20220710223935.jpg

后来用铜混合焊锡,200J和300J单级感应炮(500kW 80us)弧光有红橙色,紫色和蓝白色等。如图:

4abda10b7c1d055f9b6516ec32ebae1.jpg 03e1b3d34c86cc94e077d6fd8114a7f.jpg

这貌似与空气成分(氮气紫色),电极材料(铜,锡,铅)均无关,那么请问为何出现不同的电弧颜色?

图片来自自己的实验以及KC某些帖子的图片

希望各位集思广益,不吝赐教。谢谢




4年2个月前IP:中国
907875
6楼
引用月下孤狼发表于3楼的内容
从偏向工程的角度解答部分问题:加了滤波电容(这里更确切地说是储能电容)的直流高压电源以脉冲形式放电产生的电弧的瞬间功率,温度都是远高于连续输出模式,瞬间高温度可以直接使得空气中产生强烈的激波,即使没有...

感谢大佬,理解了。首先电弧亮度响度更大,热分布不均匀;其次电流较大,耗散在铁丝内的热很多,而聚集在表面的热很少,导致点不着铁丝?

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我也是有底线的